《Effective C++》:条款52:写了placement new也要写placement

条款52:写了placement new也要写placement delete

placement new和placement delete是C++经常用到但是却不常见的两个操作符。当我们使用new创建一个对象时

Widget* pw=new Widget;

有两个函数被调用,第一个函数就是operator new,用以分配内存,第二个是Widget的default构造函数。如果第一个函数调用成功,但是第二个函数调用失败,这时需要释放第一步开辟的内存,否则就造成了内存泄露。这个时候,客户没有能力去归还内存,因为如果Widget构造函数抛出异常,那么pw尚未被赋值,客户手中的指针还没有指向开辟的内存。释放内存的任务落到了C++运行期系统身上。

运行期系统会调用第一个函数operator new所对应的operator delete版本。因为operator delete可能有多个版本。正常的operator new和对应的operator delete

void *operator new(std::size_t) throw(std::bad_alloc);(void* rawMemory) throw();

class作用域内有典型签名的operator delete void operator delete(void* rawMemory, std::size_t size) throw(); 如果使用正常的operator new和operator delete,运行期系统可以找到如何释放new开辟内存的delete函数。但是如果使用非正常形式的operator new,究竟使用那个delete就会有问题了。

那个例子来说明。假设编写一个class专属的operator new,要接接收一个ostream,用来志记相关分配信息,同时又写了一个正常形式的class专属operator delete:

class Widget{public:……(std::size_t size, std::ostream& logStream)//非正常形式的newthrow(std::bad_alloc);(void* pMemory, std::size_t size)//正常的class专属deletethrow();……};

这个设计有问题,在讨论问题签,先说明若干术语。operator new接受的参数除了必有的size_t之外还有其他,这便是placement new。所以上述的operator new是个placement版本。众多placement new版本中,有一个特别有用的是“接受一个指针指向对象该被构造之处”,这个operator new形式如下

void* operator new(std::size_t, void* pMemory) throw(); //placement new

这个版本的new已被纳入C++标准程序库,在头文件#include。这个placement new是最早的版本,根据命名:一个特定位置上的new。当人们谈到placement new时,大多时候谈的是这一特定版本,即还有额外实参void*。有一点比较普遍,术语placement new意味着带有额外参数的new,因为另一个术语placement delete直接派生自它。

现在再来看一下Widget class的声明式,这个class会引起内存泄露。例如动态创建一个Widget时将相关信息分配信息志记于cerr:

Widget* pw=new (std:cerr) Widget;//调用operator new,并传递cerr作为ostream实参

如果内存分配成功,但是Widget构造函数抛出异常,运行期系统要释放operator new开辟的内存。但是运行期系统不知道真正被调用的operator new如何运作。运行期系统寻找参数个数和类型都与operator new相同的operator delete。这里对应的operator delete为:

(void*, std::ostream&) throw();

和operator new的placement版本类似,接收额外参数的operator delete成为placement delete。上面Widget没有placement版本的operator delete,所以运行期系统不知道如何释放operator new开辟的内存。所以Widget class应该定义如下:

class Widget{public:……(std::size_t size, std::ostream& logStream) throw(std::bad_alloc);(void* pMemory) throw();(void* pMemory, std::ostream& logStream) throw();};Widget* pw=new (std:cerr) Widget;//调用operator new,并传递cerr作为ostream实参

这样如果Widget构造函数抛出异常,就会调用对应版本的placement delete。但是如果没有异常,这样调用

delete pw;

就会调用正常版本的operator delete。placement delete只有在placement new调用构造函数抛出异常时才会被调用。

需要注意的是,因为成员函数的名称会掩盖其外围作用域中相同名称的函数(**条款**33),所以要小心避免class专属的new掩盖客户希望调用的new。例如,你有一个base class,其中声明唯一一个placement

Base{public:……(std::size_t size, std::ostream& logStream) throw(std::bad_alloc);//会掩盖global new……};Base* pb=new Base;//错误,,因为正常形式的operator new被掩盖Base* pb1=new (std::cerr) Base;//调用Base的placement new

在derived class的operator new会掩盖继承而来的operator new和global版本的new

class Derived: public Base{public:……(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);//重新声明正常形式的new};Derived* pd=new (std::clog) Derived;//错误,因为Base的placement new被掩盖了Derived* pd1=new Derived;//正确在缺省情况下,C++在global作用域内提供以下形式的operator new:* operator(std::size_t, const std::nothrow_t&) throw();//nothrow new

在class内声明任何形式的operator new都会掩盖上面这些标准形式。对于每一个可用的operator new,要确保提供了对应形式的operator delete。

我走得很慢!但我从不后退!

《Effective C++》:条款52:写了placement new也要写placement

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